电子电路分析与设计

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出版者:清华大学出版社
作者:纽曼
出品人:
页数:515
译者:
出版时间:2009-1
价格:59.00元
装帧:
isbn号码:9787302178958
丛书系列:信息技术和电气工程学科国际知名教材中译本系列
图书标签:
  • 电子学
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  • 电子与半导体技术
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具体描述

《电子电路分析与设计:半导体器件及其基本应用》主要内容:电子学是研究电荷在空气、真空和半导体内运动的一门科学(注意此处不包括电荷在金属中的运动)。这一概念最早起源于20世纪早期,以便和电气工程(主要研究电动机、发电机和电缆传输)加以区别,当时的电子工程是一个崭新的领域,主要研究真空管中的电荷运动。如今,电子学研究的内容一般包括晶体管和晶体管电路。微电子学研究集成电路(IC)技术,它能够在一块半导体材料上制造包含数百万甚至更多个电路元件的电路系统。

一个称职的电气工程师应该具备多种技能,比如要会使用、设计或构建电子电路系统。所以在很多时候电气工程和电子工程之间的差别并不像当初定义的那么明显。

好的,根据您的要求,我将为您构思一份关于《电子电路分析与设计》的图书简介,但不包含该书的任何具体内容,而是围绕电子工程领域中其他重要且相关的领域进行深入阐述,旨在吸引对电子学有兴趣的读者,同时避免提及原书的任何核心主题。 --- 深入探索与前沿应用:现代电子工程的脉络与未来 图书名称:现代电子系统构建与优化:从基础理论到前沿实践 图书简介 在信息技术日新月异的今天,电子技术已渗透到社会运作的每一个角落,从微小的传感器到复杂的宇航系统,无不依赖于精密的电子设计与强大的系统集成能力。本书并非聚焦于传统意义上的元器件级电路分析,而是将视角投向宏观的电子系统架构、信号完整性保障,以及面向特定应用场景的整体优化策略。我们旨在为读者搭建一座坚实的桥梁,连接抽象的理论模型与实际工程中的复杂挑战。 本书的叙事逻辑遵循“宏观认知—关键技术解析—系统集成与测试—未来趋势展望”的路线图,力求提供一个全面且具有前瞻性的电子工程知识体系。 第一部分:基石与视野——系统级思维的建立 在深入细节之前,理解电子系统的全貌至关重要。本部分着重于培养读者的系统级思维。 1. 电子系统的层次化建模与抽象: 我们探讨如何从需求规格出发,逐步细化至功能模块的划分。这涉及对大型嵌入式系统、通信基站或数据中心基础设施的抽象表示方法。内容涵盖系统级描述语言(如UML在硬件设计中的应用)以及如何利用这些模型进行早期功耗预算和性能评估,避免在后续阶段进行昂贵的设计返工。 2. 电磁兼容性(EMC)的系统级考量: EMC不再仅仅是电路板布局的末端任务,而是贯穿整个系统设计周期的核心约束。本章深入分析了辐射和抗扰性的物理机理,重点讲解了系统外壳、屏蔽层、接地拓扑对整体EMC性能的影响。我们提供了系统级结构设计指南,用以有效管理电磁干扰源,确保产品在复杂的电磁环境中稳定运行。 3. 现代电源管理架构(Power Management Architecture): 高效、稳定的供电是所有电子系统稳定运行的生命线。本书详细阐述了从电网输入到芯片内核供电的完整路径优化。内容包括:开关模式电源(SMPS)的高级控制拓扑、低压差线性稳压器(LDO)的选择标准,以及多电压轨、动态电压和频率调节(DVFS)策略在高性能计算平台中的应用。我们侧重于如何通过优化电源分配网络(PDN)来最小化噪声耦合和瞬态响应延迟。 第二部分:高速信号传输与完整性保障 随着数据速率的不断攀升,信号的“质量”已成为衡量系统性能的关键指标。本部分聚焦于保证信号在传输路径中不失真、不衰减的技术。 1. 传输线理论的高级应用与阻抗匹配: 超越基础的RLC模型,本章深入探讨了非理想介质、板层堆叠对特征阻抗的影响。重点分析了非均匀传输线(如BGA引脚处的过渡)的建模技术,以及如何利用皮尔斯分析(Pierce Analysis)来优化高速差分对的设计。 2. 串扰(Crosstalk)的预测与抑制: 串扰是高速设计中的主要性能杀手之一。我们提供了一套系统的串扰分析流程,包括近端串扰(NEXT)和远端串扰(FEXT)的计算模型,并详细介绍了隔离走线、引入参考平面以及使用阻抗控制线缆等多种工程抑制手段。 3. 时序分析与抖动管理: 在同步系统中,精确的时序控制至关重要。本章涵盖了先进的抖动(Jitter)分析技术,如随机抖动(RJ)和确定性抖动(DJ)的分离与量化。此外,我们探讨了时钟数据恢复(CDR)电路在长距离高速链路中的作用,以及如何设计低抖动的时钟分配网络。 第三部分:嵌入式系统的可靠性与优化 现代电子设备通常需要在一个充满挑战的环境中长期可靠地工作。本部分关注如何将设计转化为经久耐用的产品。 1. 热管理与散热设计: 电子元件的寿命和性能与工作温度息息相关。本书不局限于简单的热阻计算,而是深入讲解了计算流体动力学(CFD)在热设计中的应用。内容包括自然对流、强制风冷以及热传导路径的优化,特别是针对高密度PCB和SoC封装的热扩散策略。 2. 可靠性工程与失效分析: 我们引入了加速寿命试验(ALT)的概念,并讲解了如何根据行业标准(如MIL-HDBK-217F或Telcordia SR-332)预测电子元器件的平均无故障时间(MTBF)。此外,针对常见失效模式,如焊点疲劳、静电放电(ESD)损伤的防护层设计,提供了详细的规范和预防措施。 3. 设计验证与后仿真技术: 在物理实现之前,必须进行严格的仿真验证。本章侧重于系统级仿真的工具链整合,包括S参数提取、眼图仿真,以及如何将这些仿真结果与实际的硬件测量数据进行交叉验证,形成闭环的设计优化流程。 总结与展望 本书的最终目标是培养具备“系统视野”和“工程韧性”的电子工程师。通过对宏观架构、信号质量、电源稳定性和环境可靠性的全面剖析,读者将能够自信地应对日益复杂的现代电子产品开发挑战。我们相信,掌握这些系统级优化技术,是迈向未来高集成度、高效率电子系统设计的关键。 --- (总字数:约1480字)

作者简介

目录信息

序言1 电子学导论
第1部分 半导体器件及其基本应用
第1章 半导体材料和二极管
本章内容
1.1 半导体材料及其特性
1.2 PN结
1.3 二极管电路:直流分析及模型
1.4 二极管电路:交流等效电路
1.5 其他类型的二极管
1.6 设计举例:二极管温度计
1.7 本章小结
复习题
习题
第2章 二极管电路
本章内容
2.1 整流电路
2.2 齐纳二极管电路
2.3 限幅电路和钳位电路
2.4 多二极管电路
2.5 光电二极管和发光二极管电路
2.6 设计举例:直流电源
2.7 本章小结
复习题
习题
第3章 场效应晶体管
本章内容
3.1 MOS场效应晶体管
3.2 MOSFET电路的直流分析
3.3 MOSFET的基本应用:开关、数字逻辑门以及放大器
3.4 恒流源偏置
3.5 多级MOSFET电路
3.6 结型场效应晶体管
3.7 设计举例:用MOS晶体管设计二极管温度计
3.8 本章小结
复习题
习题
第4章 基本FET放大器
本章内容
4.1 MOSFET放大器
4.2 MOSFET放大器的基本组态
4.3 共源放大器电路
4.4 共漏(源极跟随器)放大器
4.5 共栅放大器
4.6 三种基本的放大器组态:总结和比较
4.7 集成电路单级MOSFET放大器
4.8 多级放大器
4.9 基本JFET放大器
4.1 0设计举例:两级放大器
4.1 1本章小结
复习题
习题
第5章 双极型晶体管
本章内容
5.1 基本双极型晶体管
5.2 晶体管电路的直流分析
5.3 晶体管的基本应用
5.4 双极型晶体管的偏置
5.5 多级电路
5.6 设计举例:采用双极型晶体管的二极管温度计
5.7 本章小结
复习题
习题
第6章 基本的BJT放大器
本章内容
6.1 模拟信号和线性放大器
6.2 双极型线性放大器
6.3 晶体管放大器的基本结构
6.4 共射极放大器
6.5 交流负载线分析
6.6 共集电极放大器(射极跟随器)
6.7 共基极放大器
6.8 三种基本放大器的小结和比较
6.9 多级放大器
6.1 0功率分析
6.1 1设计举例:音频放大器
6.1 2本章小结
复习题
习题
第7章 频率响应
本章内容
7.1 放大器的频率响应
7.2 系统传递函数
7.3 带有电容的晶体管放大电路的频率响应
7.4 双极型晶体管的频率响应
7.5 FET的频率响应
7.6 晶体管电路的高频响应
7.7 设计举例:带耦合电容的两级放大器
7.8 本章小结
复习题
习题
第8章 输出级和功率放大器
本章内容
8.1 功率放大器
8.2 功率晶体管
8.3 功率放大器分类
8.4 甲类功率放大器
8.5 甲乙类互补推挽输出级
8.6 设计举例:使用MOSFET的输出级
8.7 本章小结
复习题
习题
部分习题答案
序言2 电子电路设计
第2部分 模拟电子技术
第9章 理想运算放大器及运放电路523
第10章 集成电路偏置技术和有源负载573
第11章 差分放大器和多级放大器626
第12章 反馈及其稳定性703
第13章 运算放大器电路778
第14章 运算放大器电路的非理想效应826
第15章 集成电路的应用和设计866
序言3 数字电子学导论
第3部分 数字电子技术
第16章 MOSFET数字电路945
第17章 双极型数字电路1038
· · · · · · (收起)

读后感

评分

本书错误层出不穷,尤其在习题部分。 TYU 3.7:VDD应该是7.5V TYU 3.10:答案的Vit和Vot应该交换 TYU 3.11:VI应该是2.5V TYU 3.13:应该增加条件VDD=5V EX 4.8:VGSQ应该是VDSQ EX 4.9:Kp=2mA/V^2 TYU 4.17:答案错了。。。。 EX 6.15:集电极静态电流应该是1.25mA(...

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用户评价

评分

一直以来,我对电路设计都充满着浓厚的兴趣,尤其是那些能够将理论知识转化为实际应用的领域。在我的求知旅程中,我曾接触过不少与电子学相关的书籍,但很多时候,它们要么过于理论化,让人难以理解其中的奥秘;要么过于浅显,无法深入探讨核心概念。因此,当我偶然间翻阅到这本书的目录时,立刻被它所吸引。从书名《电子电路分析与设计》中,我便能感受到它试图 bridging 理论与实践的桥梁。我尤其期待书中对各种经典电路的深入剖析,比如运算放大器的应用、滤波器的设计原理、以及一些基础的数字逻辑电路的构建。我知道,理解这些基本单元是构建更复杂系统的前提。更重要的是,我希望这本书能够提供一些实际的设计案例,让我能够跟着书中的步骤,一步步地去实现自己的想法,比如设计一个简单的音频放大器,或者一个具有特定功能的定时器。在电子工程领域,动手实践往往是检验学习成果的最佳方式。此外,我对书中关于元器件选择和PCB布局的指导也充满期待。在实际的项目中,合理的元器件选型和优化的PCB布局对于电路的性能和稳定性至关重要。我希望作者能够分享一些经验性的技巧,帮助我避免常见的陷阱,从而提升我的设计水平。这本书是否能够提供足够多的实例,让我能够将书本上的知识融会贯通,并在我自己的小项目中得到应用,是我最为关注的一点。我也对书中可能包含的仿真工具使用方法和技巧抱有很高的期望,因为在如今的电子设计流程中,仿真已经成为不可或缺的一环。

评分

在我持续学习和探索电子世界的过程中,我一直在寻找一本能够提供深度洞察和实践指导的书籍。《电子电路分析与设计》这本书的出现,无疑满足了我对这类资源的需求。我被书中“分析”和“设计”这两个词所吸引,这预示着它将不仅仅停留在理论的层面,更会引导读者深入到实践的海洋。我特别关注书中是否会包含对各种模拟信号处理技术的深入讲解,例如放大器的频率响应、带宽限制、失真分析,以及滤波器(如低通、高通、带通、带阻)的设计原理和实现。这些技术在音频、通信、以及测量仪器等领域都至关重要。同时,我也对书中关于数字电路的设计部分寄予厚望,特别是那些涉及组合逻辑、时序逻辑、状态机设计、以及数据通路构建的内容。我希望能够通过这本书,掌握如何设计更高效、更可靠的数字系统。我也对书中关于电源完整性、噪声耦合以及接地技术等方面的讨论非常期待。这些往往是决定一个复杂电子系统能否正常工作的关键因素。我希望作者能够分享一些实用的设计经验和避免常见错误的技巧,从而帮助我提升我的设计水平。我还对书中是否会提及一些现代设计流程中的重要环节,例如版图设计、后端验证、以及低功耗设计方法学,非常感兴趣。

评分

作为一名在电子技术领域不断求索的工程师,我一直在寻找一本能够帮助我深化理解、拓展视野的专业书籍。《电子电路分析与设计》这本书,从其严谨的书名来看,便是我一直以来所寻找的。我希望这本书能够提供一个全面而深入的视角,来理解电子电路的“分析”与“设计”这两个核心环节。我尤其关注书中对各种模拟电路的分析方法,例如如何进行小信号分析、大信号分析,如何理解电路的频率响应、瞬态响应,以及如何设计各种类型的滤波器和放大器。这些都是我工作中最常遇到的问题,而我也希望能够找到更有效的解决方案。同时,我也对书中关于数字电路的分析和设计方法抱有很高的期望,特别是那些涉及数字信号处理(DSP)技术、状态机设计、以及接口电路设计的内容。我希望能够通过这本书,掌握更先进的数字系统设计思路和技巧。我还对书中关于电源管理、低功耗设计,以及高频电路设计等前沿领域的话题非常感兴趣。我希望作者能够分享一些在实际项目中的宝贵经验和解决问题的思路,从而帮助我不断提升我的专业能力。我希望这本书能够成为我在电子设计道路上的一盏明灯,指引我克服困难,实现创新。

评分

作为一名对电子技术充满热情的研究者,我一直在寻找能够系统性地提升我电路分析能力和设计技巧的权威性读物。《电子电路分析与设计》这本书,从其书名来看,正是我所期盼的那一本。我希望这本书能够提供一套严谨的理论框架,帮助我理解各种电子元件和电路模块的工作原理,例如晶体管的各种工作模式、运算放大器的反馈机制、以及各种滤波器(包括无源和有源)的设计与优化。我对书中关于模拟信号处理的深入分析尤其感兴趣,比如如何提高放大器的增益和稳定性,如何设计低噪声的放大电路,以及如何实现精确的信号滤波和信号调理。这些都是我在实际项目中最常遇到的挑战。同时,我也对书中关于数字电路的设计与分析部分抱有很高的期望,特别是那些涉及数字逻辑、时序分析、状态机设计、以及微控制器接口的内容。我希望能够通过这本书,掌握构建高效、可靠数字系统的关键技术。我还对书中是否会涉及一些高级主题,例如射频电路设计、电源管理、或者嵌入式系统的硬件加速,非常感兴趣。我希望这本书能够提供给我足够的知识储备和实践指导,让我能够自信地应对各种复杂的电子设计挑战。

评分

我一直对那些能够解决实际问题的技术充满热情,而电子电路恰恰是连接理论与现实世界的重要纽带。在我过去的学习和项目中,我曾遇到过许多关于如何优化电路性能、提高效率、以及减小体积的挑战。因此,当我注意到《电子电路分析与设计》这本书时,我便对其产生了浓厚的兴趣。我希望这本书不仅能提供扎实的理论基础,还能深入探讨各种电路的实际应用场景,例如在通信系统、嵌入式设备、或者传感器接口中的具体实现。我尤其好奇书中关于模拟电路与数字电路的结合部分,这在现代电子设计中越来越普遍。了解如何将这两者有效地整合,以及如何处理它们之间的接口问题,对于我来说具有重要的意义。我希望书中能够提供一些关于信号处理、滤波器设计、以及功率管理方面的详细内容。这些都是我在实际项目中经常遇到的问题,而解决这些问题往往需要对电路有深入的理解和巧妙的设计。我还对书中关于电磁兼容性(EMC)和信号完整性(SI)的章节抱有很高的期望。在设计高速电路时,这些因素往往会直接影响到电路的可靠性和性能。我希望作者能够分享一些实用的方法和技巧,帮助我理解并避免这些潜在的问题。此外,我也对书中可能会介绍的EDA(电子设计自动化)工具的使用经验很感兴趣。熟悉这些工具的使用,能够极大地提高我的设计效率和准确性。总而言之,我希望这本书能够成为我电子设计道路上的重要指引,帮助我解决实际问题,并不断提升我的专业技能。

评分

作为一名对电子世界充满好奇的爱好者,我一直在寻找能够系统性地提升我电路知识和设计能力的资源。在我过去的学习过程中,我接触过一些基础的电子学教材,它们为我打下了良好的理论基础,但往往在深入分析和实际设计方面略显不足。《电子电路分析与设计》这本书的出现,对我来说仿佛是一道曙光。我被书中“分析”和“设计”这两个词深深吸引,这暗示着它不仅会讲解“是什么”,更会探讨“为什么”以及“如何做”。我尤其期待书中能够对一些关键的模拟电路模块,例如放大器、振荡器、以及电源管理单元进行详细的分析。理解这些模块的工作原理、性能指标,以及它们的局限性,是我希望通过这本书能够达成的目标。同时,我也对书中关于数字电路的设计部分非常感兴趣,特别是那些涉及逻辑门、时序逻辑、以及微处理器接口的内容。我希望能够通过这本书,学习如何构建更复杂的数字系统,并掌握一些常用的设计方法和流程。此外,我对书中关于信号调理、噪声抑制、以及错误检测与纠正等高级主题也抱有很高的期望。这些内容往往是决定一个电子系统最终性能的关键所在。我希望作者能够分享一些在实际设计中积累的宝贵经验,帮助我理解这些复杂概念背后的原理,并能够将其应用到我的设计中。我也对书中可能会提及的电路仿真和PCB布局的优化策略非常感兴趣,因为这些都直接关系到最终产品的成功与否。

评分

我一直对那些能够将抽象概念具象化的学科情有独钟,而电子电路恰恰是这样一门学科,它将电的语言转化为我们能够理解和操控的现实世界。《电子电路分析与设计》这本书,在我看来,正是这样一本能够帮助我深入理解并掌握这门语言的宝典。我非常期待书中能够对各种电子元器件的特性、工作原理以及它们在电路中的作用进行详细的阐述,例如二极管、三极管、MOSFET、以及各种集成电路。理解这些基本单元是构建复杂电路的基础。更重要的是,我希望书中能够深入剖析各种经典电路拓扑结构,例如差分放大器、电流源、电压基准源、以及各种滤波器的设计思路和实现方法。这些都是在实际工程设计中非常重要的构建模块。我也对书中关于电源管理和低功耗设计的部分抱有很高的期望。在当今的电子设备日益小型化和便携化的趋势下,高效的电源管理和低功耗设计至关重要。我希望作者能够分享一些在这些方面的经验和技巧,帮助我设计出更具竞争力的产品。此外,我对书中关于信号完整性、噪声分析以及电磁兼容性(EMC)的章节也非常感兴趣。这些都是影响电路稳定性和可靠性的关键因素。我希望这本书能够提供一些实用的方法和工具,帮助我解决这些潜在的问题。

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在我漫长的电子学习生涯中,我曾与无数的书籍擦肩而过,它们有的过于晦涩难懂,有的又过于 superficial。因此,当我偶然接触到《电子电路分析与设计》这本书时,我内心涌现出一种强烈的期待。《电子电路分析与设计》这个名字,就如同一个清晰的路线图,指引着我前进的方向。我希望这本书能够帮助我深入理解电路的“为什么”和“如何做”,而不仅仅停留在“是什么”的层面。我非常期待书中能够对一些核心的模拟电路概念进行深入的探讨,例如如何设计出高增益、高带宽、低失真的放大器,如何实现精确的滤波器响应,以及如何构建稳定的振荡器。这些都是电子工程领域的基础。同时,我也对书中关于数字电路的分析和设计方法充满了好奇,比如如何对组合逻辑电路进行优化,如何设计状态机以实现复杂的控制功能,以及如何理解和应用数字信号处理(DSP)技术。我还对书中关于电源管理、低功耗设计,以及电源完整性(PI)的章节抱有很高的期望。在当今的电子设备对能效和可靠性要求越来越高的背景下,这些知识显得尤为重要。我希望作者能够分享一些在实际设计中积累的经验,帮助我避免常见的错误,并提升我的设计水平。

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我一直坚信,对基础知识的扎实掌握是通往精深领域的不二法门,而电子电路分析与设计正是这样一门学科。《电子电路分析与设计》这本书,在我看来,就是我通往这扇大门的一把金钥匙。我希望这本书能够系统地梳理和讲解电子电路的各个方面,从最基础的电阻、电容、电感,到复杂的集成电路和系统级设计。我特别期待书中能够对各种模拟电路的原理和应用进行详尽的阐述,例如运算放大器的各种应用电路、滤波器设计中的传递函数分析、以及振荡器电路的稳定性分析。这些都是我非常渴望深入了解的内容。同时,我也对书中关于数字电路的分析和设计部分寄予厚望,特别是那些涉及逻辑门、组合逻辑、时序逻辑、状态机设计、以及微控制器和FPGA(现场可编程门阵列)的应用。我希望能够通过这本书,掌握构建现代数字系统的关键技术。我还对书中关于元器件选型、PCB布局优化、信号完整性(SI)、以及电磁兼容性(EMC)的指导充满期待。这些都是在实际工程实践中至关重要的因素,能够直接影响到最终产品的性能和可靠性。我希望这本书能够成为我学习和实践的可靠伙伴。

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在我多年的学习和探索过程中,我一直渴望能够找到一本能够真正让我“玩转”电子电路的书籍。我接触过很多理论教材,它们让我理解了许多抽象的概念,但当我试图将这些概念转化为实际电路时,却常常感到力不从心。《电子电路分析与设计》这本书的名字,正好触及了我内心深处的渴望。我希望这本书能够提供一种循序渐进的学习方法,从最基础的元器件分析,逐步深入到复杂电路的设计与优化。我特别关注书中是否会讲解如何从零开始设计一个功能完整的电子产品,以及在这个过程中需要考虑哪些关键因素。例如,如何选择合适的元器件以满足性能和成本的要求,如何进行有效的电路板布局以减少信号干扰,以及如何进行可靠的测试和调试。我对书中关于特定应用领域的电路设计也充满期待,比如音频处理电路、射频电路、或者嵌入式系统的电源管理。这些都是我非常感兴趣且希望深入了解的领域。我希望书中能够提供一些实际的设计案例,让我能够模仿和学习,甚至在此基础上进行创新。我也对书中是否会提及一些现代电子设计中常用的工具和技术,例如FPGA(现场可编程门阵列)的入门,或者嵌入式软件与硬件的协同设计,非常感兴趣。这本书能否真正赋能我,让我从一个电路的“使用者”变成一个电路的“创造者”,是我衡量其价值的重要标准。

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